-
可
靠
性
工
程
结
课
论
文
题
目：
混频器组件可靠性分析
学
院：
机电学院
专
业：
机械电子工程
学
号：
2
学生姓名：
郭守鑫
指导教师：
尚会超
2014
年
6
月
目录
摘要
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/p>
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3
关键词
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3
1.
元器件清单
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3
2.
可靠性预测
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4
3.
可靠性分析
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6
3.1
可靠性数据分析
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7
3.2
故障模式影响
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7
3.3
危害性分析
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8
4.
结论和建议
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10
参考文献
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10
2
混频器组件可靠性分析
郭守鑫
（
中原工学院
机电学院
河南
郑州
451191
）
【摘
要】
变
频，是将
信号频率
由一个量值变换为另一个量值的过程。具有这
种
功能的电路称为变频器（或混频器）
。输出信号
频率
等于两输入信号频率之和、
差或为两者其他组合
的电路。混频器通常由
非线性元件
和选频回路构成。
【关键词】混频器，变频，组件
【
Abstract
】
frequency
conversion,
is
to
signal
frequency
by
a
value
transform
into
another process of the
value. Which has the function of the circuit is
called inverter (or
mixers). The output
signal frequency is equal to the sum of two input
signal frequency, or
for
both
other
combination
of
the
circuit.
Mixer
is
usually
composed
of
nonlinear
components and
frequency selective circuit.
【
keywords
】
mixer, frequency conversion, components
3
1.
元器件清单
本组件选用元器件如下：
序号
名称
1
场效应管
2
场效应管
3
介质谐振器
4
变容管
5
单片混频器
6
隔离器
7
集成稳压块
8
片状电阻
9
片状电容
10
金属膜电阻
11
钽电容
12
射频同轴连接器
型号
AFM06P3-212
FHX14LP
A6
WB2005H
HMC171C8
TGX-
Ⅱ
4
CW78L05
RI-1/10W-
CC41-0805-
RJ-1/2W-10
CA42-25V-47
SMA--KFD
数量
1
1
1
1
1
2
1
7
8
1
4
2
2
可靠性预计
VCO
混频组件由混频器、
VCO
二个功能模块组成。
元器中包括
8
类
11
< br>种
30
个。其中任一元器件失效，
都将造成整个组件失效，
即组件正常工作的条件是各
元器件的
正常工作。因此，本组件的可靠性模型是一个串联模型。
本组
件是可修复产品，寿命服从指数分布，根据可靠性理论，其平均故障
间隔时间与失效率成
反比，即
MTBFs =
1/
?
?
pi
（
1
）
由于本组件已完成初样的研制，
现已转入正样设计阶段，
所用元器件的种类、
型号规格、质量
水平、
工作应力及环境条件都已基本确定，
其失效率因子等有关
可靠性参数可以从《
GJB/Z299B-98
电子设备可靠性预计手册》查到，因此采用
应力分析法来预计本组件的可靠性指
标。
已知本组件工作于飞机座舱内，环境代号
A
IF
，工作温度
-45
℃
~+60
℃。
现对其可靠性指标计算如下：
2.1
场效应管的工作失效率
λ
P1
本组件所用场效应管属低噪声类型，其工作失效率模型为
λ
P1
=
λ
b
π<
/p>
E
π
Q
π
A
π
T
π
M
（
2
）
查得基本失效率
λ
b
=0.408
×
10
-6
/h
环境系数
π
E
=15
质量系数
π
Q
=0.05
应用系数
π
A
=3
温度系数
π
T
=3.73
匹配网络系数
π
M
=1
本组件使用场效应管
2
只，故其工作失效率为
λ
P1
= 0.408
×
10
-6
×
15
×
0.05
×
3
×
3.73
×
1
×
2=6.84828
×
10
-6
/h
2.2
单片混频器的工作失效率
λ
P2
单片混频器是矩形
8
引出端
密封扁平封装的半导体集成电路，其工作失效
率模型为
λ
P2
=
π
Q
[C
1
π
T
π
V
+
（
C
2
+
C
3
）
π
E
]
π
L
（
3
）
查得环境系数
π
E
=17
质量系数
π
Q
=0.5
成熟系数
π
L
=1.0
温度应力系数
π
< br>T
=0.8
电压应力系数
π
V
=1.0
电路复杂度失
效率
C
1
=0.346
4
×
10
-6
/h C
2
=0.020
×
10
-6
/h
封装复杂度失效率
C
3
=0.022
×
10
-6
/h
本组件使用
1
只单片混频器，故其工作失效率为
λ
P2
=0.50
×
[0.346
×
10
-6
×
0.8
×
1+
（<
/p>
0.020+0.022
）×
10
-6
×
17]
×
1
×
1=0
.4954
×
10
-6
/h
2.3
变容管的工作失效率
λ
P3
本组件所用的检波管
为微波砷化镓二极管型，其工作失效率模型为
λ
P3
=
λ
b
π
E
π
Q
π
K
查得环境系数
< br>π
E
=13
质量系数
π
Q
=0.5
质量系数
π
K
=0.5
基本失效率
λ
b
=0.534
×
10<
/p>
-6
/h
本组件使用变容管
1
只，故其工作失效率为
λ
P3
=0.534
×
10
< br>-6
×
13
×
< br>0.5
×
0.5=1.7355
×
10
-6
/h
2.4
三端稳压器的工作失效率
λ
P4
三端稳压器是园形
3
引出端密封金属壳封装的半导体集成电路，其工作失
效率模型为
λ
P4
=
π
Q
[C
1
π
T
π
V
+
（
C
2
+
C
3
）
π
E
]
π
L
（
4
）
查得环境系数
π
E
=17
质量系数
π
Q
=0.5
成熟系数
π
L
=1.0
温
度
应力
系数
π
T
=1
.51
电压
< br>应力
系
数
π
V
=1.0
电
路复杂
度
失效
率
C
1
=0.263
×
10
-6
/h
C
2
=0.010
×
< br>10
-6
/h
封装复杂
度失效率
C
3
=0.004
×
10
-6
/h
本组件使用三端稳压器
1
只，故其工作失效率
为
λ
P4
=0.50[0.263
×
10
-6
×
1.51
×
1+
（
0.010+0.004
）×
10
-6
×
10]
×
1
×
1=0
.268565
×
10
-6
/h
2.5
隔离器工作失效率
< br>λ
P5
隔离器为磁性器件，其工作失效率模型为
λ
P5 <
/p>
=
λ
b
π
E
（
6
）
查得基本失效率
λ
b
=0.08
×
10
-6
/h
环境系数
π
E
=6.0
本组件使用
2
只隔离器，故
其工作失效率为
λ
P5
= 0.08
×
10
-6
×
6.0
×
2=0.96
×
10
-6
/h
2
.6
金属膜电阻器和片状电阻器的工作失效率
λ
P6
本组件选用的固定电阻器，其工作失效率模型为
λ
P6
=
λ
b
π
E
π
Q
π
R
（
7
）
查得环境系数得
π
E
=5.0
质量系数得
π
Q
=0.3
阻值系数得
π
R
=1.0
基
本失效率
λ
b
=0.01
×
10
-6
/h
本组件使用固定电阻器
8
只，故其工作失效率为
-6
-6
λ
P6
=0.01
< br>×
10
×
5.0
×
0.3
×
1.0
×
8=0.12
×
10<
/p>
/h
2.7
钽
电容器的工作失效率
λ
P7
本组件选用固体钽电解电容器，其工作失效率模型为
λ
P7
=
λ
b
π
E
π
Q
π
CV
π
SR
（
9
）
查得环境系数
π
E
=8.3
质量系数
π
Q
=0.3
电容系数
π
CV
=1.3
串联电阻
系数
π
SR
=1
基本失效率
λ
b
=0.
0458
×
10
-6
< br>/h
本组件使用钽电容器
4
只
,
故其工作失效率为
λ
P7
=0.0458
×
10
-6
×
8.3
×
0.3
×
1.3
×
1
×
4=0.593
×
10
-6
/h
2.8
片状电容器的工作失效率
λ
P8
本组件选用的片状电容器属
1
类瓷介电容器，其工作失效率模型为
λ
P8
=
λ
b
π
E
π
Q
π
CV
（
10
）
5
-
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